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不同硫化温度对Cu2ZnSnS4薄膜质量及太阳能电池性能的影响

, 王书荣 , , 杨敏 , 陆熠磊 , 刘思佳 , 赵其琛 , 郝瑞亭 , 杨培

人工晶体学报

采用ZnS-Sn-CuS作为靶材,利用磁控溅射技术制备了Cu2ZnSnS4 (CZST)薄膜材料及太阳电池,重点研究了不同硫化温度对CZTS薄膜质量及太阳电池性能的影响.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微拉曼光谱仪(Raman)和紫外可见分光光度计(UV-Vis)分别表征了不同硫化温度下制备的CZTS薄膜的晶相结构、表面形貌、化学组分、相的纯度和光学性能.结果表明:在580℃下所制备的CZTS薄膜光滑致密、结晶质量好,同时化学组分属于贫铜富锌,而且无其他二次相,禁带宽度约为1.5 eV.符合高效率太阳电池吸收层的要求.将CZTS吸收层按照SLG/Mo/CZTS/CdS/i-ZnO/ITO/ Al的结构制备成面积为0.12 cm2的电池并进行Ⅰ-Ⅴ测试.测试结果表明,在580℃硫化后制备的CZTS薄膜太阳电池具有最高的转换效率为3.59%.

关键词: 磁控溅射 , CZTS , 硫化温度 , 薄膜太阳能电池

电化学沉积法制备Cu2ZnSnS4薄膜电池

杨敏 , , , 刘涛 , 刘思佳 , 郝瑞亭 , 王书荣

材料科学与工程学报 doi:10.14136/j.cnki.issn 1673-2812.2016.04.029

采用简单的两电极电化学沉积金属薄膜技术,在镀钼的钠钙玻璃衬底上共沉积Cu-Sn层后,再沉积Zn金属层,制备出Cu-Sn-Zn金属预制层.在不同的温度下进行低温退火后,以硫粉作为硫源高温硫化金属预制层,制备出晶体质量较好的Cu2ZnSnS4 (CZTS)薄膜.通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)对薄膜的晶体结构、表面形貌和薄膜组分进行分析表征,发现共沉积Cu-Sn层,再沉积Zn金属层得到的CZT预制层表面平整但晶粒尺寸较小,经过退火处理后晶粒尺寸得到改善,且硫化后所得到的CZTS薄膜不易从Mo衬底上脱落,粘附性较强.用其制备的CZTS薄膜太阳电池的开路电压Voc=569mV,短路电流密度Jsc=8.58mA/cm2,光电转换效率为1.40%.

关键词: 铜锌锡硫(CZTS) , 薄膜太阳电池 , 电化学沉积 , 转换效率

预制层中Zn和ZnS对CZTS薄膜太阳电池的影响

杨敏 , 王书荣 , , , 刘思佳 , 陆熠磊 , 唐语

人工晶体学报

采用磁控溅射后硫化的方法制备Cu2 ZnSnS4 (CZTS)薄膜,分别用Zn和ZnS作为锌源,在镀钼的钠钙玻璃衬底上以Zn(或ZnS)/Sn/Cu的顺序制备出不同的CZTS薄膜预制层.首先对预制层进行低温合金,然后以硫粉作为硫源进行高温硫化,得到CZTS薄膜.通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)分别对所制备薄膜的晶体结构、表面形貌和薄膜组分进行分析表征;并用拉曼光谱表征了CZTS相的纯度.最后用CZTS薄膜制备了太阳电池,发现在预制层中以ZnS作为锌源得到的太阳电池有较高的性能参数,其开路电压:V =651 mV,短路电流密度:Jsc=11.4 mA/cm2,光电转换效率达到2.8%.

关键词: 铜锌锡硫(CZTS) , 薄膜太阳电池 , 磁控溅射 , 硫化

不同镉源制备铜锌锡硫电池缓冲层的研究

陆熠磊 , 王书荣 , , , 杨敏 , 刘思佳

人工晶体学报

目前制备CZTS薄膜太阳电池的缓冲层绝大多数采用硫酸镉作为镉源.本文将主要介绍用醋酸镉((Ch3COO)2Cd)、氯化镉(CdCl2)和硝酸镉(Cd(NO3)2)和硫酸镉(CdSO4)四种不同的镉源制备硫化镉薄膜.通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外可见分光光度计对硫化镉薄膜的结构、表面形貌和光学性能进行分析研究.分析结果表明以硝酸镉为镉源制备的硫化镉薄膜最适合作为缓冲层使用.将不同镉源制备的硫化镉薄膜作为CZTS薄膜电池的缓冲层,制备出的电池效率分别为:1.83%((Ch3COO)2Cd)、2.89%(CdCl2)、3.4%(Cd(NO3)2)、3.19%(CdSO4).

关键词: 不同镉源 , 硫化镉薄膜 , 铜锌锡硫 , 薄膜太阳电池

多周期溅射单质靶制备铜锌锡硫薄膜电池

陆熠磊 , 王书荣 , , , 杨敏

人工晶体学报

采用多周期磁控溅射单质靶Cu-Sn-Zn制备CZTS薄膜太阳电池.多周期包含两周期和四周期,同时与单周期制备的CZTS薄膜电池作对比.通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和拉曼光谱仪(Raman)对不同周期得到的CZTS薄膜的晶体性质、表面样貌、化学成分等性质进行分析研究.分析结果显示,多周期制备的CZTS薄膜晶体质量要比单周期的好,表面均匀致密.重要的是四周期溅射制备的CZTS薄膜是研究的最佳实验组.最终把不同周期得到的CZTS薄膜制备成完整的器件结构,得到的太阳电池效率分别是:单周期2.64%,两周期3.01%,四周期3.36%.

关键词: 多周期 , 磁控溅射 , 铜锌锡硫(CZTS) , 薄膜太阳电池

《金属学报》纪念薰奖金基金简章

金属学报

<正> 一、为纪念薰创办和主编《金属学报》,继承并发扬他毕生致力于科技进步的业绩,特设立《金属学报》纪念薰奖金基金.二、基金来源是乐于赞助的科研单位、高等院校、企业、团体的捐赠.基金属于专款,全部存入银行,每年支取利息,直接用于奖励.

关键词:

深切悼念本刊创刊人、主编薰同志

金属学报

<正> 1983年3月20日凌晨,《金属学报》的创刊人、主编薰同志和我们永别了。 薰同志1913年11月20日出生于湖南省邵阳县。1937年以优异成绩通过湖南省试,留学英国Sheffield大学,先后获得哲学博士和冶金学的科学博士学位。1950年受中国科学院郭沫若院长聘,翌年毅然回归祖国。历任中国科学院金属研究所所长,中国科学院

关键词:

庄矿主井施工突水防治技术

董华兴 , 郑翠敏 , 董凤霞 , 韩建国

黄金 doi:10.11792/hj20130209

防治水是矿山建设施工的重要环节.南庄矿属于水文地质条件复杂的大水岩溶矿山,介绍了主井掘进-129 m水平突水及治水过程,在查清该矿区水文地质条件及矿井突水要因的基础上,为综合防治竖井掘进期间通过特殊地质构造段突水,提出相应的主井掘进帷幕注浆防治水技术及措施,并在掘进工程中收到了良好的应用效果,对类似特殊条件下的矿山井巷掘进工程具有借鉴意义.

关键词: 大水矿山 , 主井掘进 , 特殊地质构造 , 突水 , 防治

雅谱诺夫指数配置法控制统一混沌系统

国辉 , 雷云逸 , 徐得名 , 周世平

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2004.01.010

解析设计控制器,通过配置相应的雅谱诺夫指数,使统一混沌系统趋于预期点.由于受控后系统雅谱诺夫指数具有先知性,因此,我们可以根据需要改变雅谱诺夫指数的大小来控制系统收敛速度.设计还表明,受控的统一混沌系统的收敛情况与参数无关.

关键词: 量子光学 , 统一混沌系统 , 雅谱诺夫指数 , 控制混沌 , Jacobi矩阵

冬瓜矿床深井开采安全生产问题的探讨

余茂杰 , 孙坚刚

黄金 doi:10.3969/j.issn.1001-1277.2006.11.007

简要介绍了冬瓜矿床开采情况,探讨了冬瓜矿床实现深井安全、高效、合理开采所需解决的难题,并提出了解决问题的措施和建议.

关键词: 冬瓜矿床 , 深井开采 , 安全生产

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